離合器課程設(shè)計(jì)附圖紙

1、離合器課程設(shè)計(jì)（附圖紙）大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)1、離合器概述2 2、離合器主要參數(shù)的選擇及計(jì)算校核3 3、扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)及其主要參9 4、從動(dòng)盤(pán)總成的計(jì)13 5、離合器蓋總成的計(jì)15大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)1、離合器概述對(duì)于以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在的，它是汽車(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的總成。目前，各種汽車(chē)廣泛用的摩擦離合器是一種依靠主從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)、和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。離合器的功用主要的功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車(chē)起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車(chē)平穩(wěn)起步；在換檔時(shí)將發(fā)動(dòng)與

2、傳動(dòng)系分離，減少變速器中換檔齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系各零件因過(guò)載而損壞；有地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲?；疽螅?）在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止過(guò)載。2）接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證起初起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。3）分離時(shí)要迅速、徹底。4）從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換檔時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換檔和減小同步器的磨損。5）應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)效果，以保證工作溫度不致過(guò)高，長(zhǎng) 延長(zhǎng)壽命。6）應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低 噪聲的能力。7）操縱方便

3、、準(zhǔn)確，以減少駕駛員的疲勞。8）作用在從動(dòng)盤(pán)上的總壓力和摩擦材料因數(shù)在離合器工作中變化要盡量可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。9）具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方 便 等。技術(shù)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)功率：Pemax,39kw/6000r/min發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩：Temax,77N,m/3600r/min傳動(dòng)比:i,3.090i,4.266 g0汽車(chē)的質(zhì)量 m,780kgr汽車(chē)的滾動(dòng)半徑 =273mm ar大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)從動(dòng)盤(pán)數(shù)的選擇：?jiǎn)纹x合器單片離合器：對(duì)乘用車(chē)和最大質(zhì)量小于 6t的商用車(chē)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn) 矩一般不

4、大，在布置尺寸容許條件下，離合器通常只設(shè)有一片從動(dòng)盤(pán)。單片離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部 分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤(pán)可保證結(jié)平順。壓緊彈簧和布置形式的選擇：拉式膜片彈簧離合器膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成。1）膜片彈簧離合器與其他形式的離合器相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：2）具有較理想的非線性彈性特性。3）兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用。4）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定。5）以整個(gè)圓周與壓盤(pán)接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。6）通風(fēng)散熱良好，使用壽命長(zhǎng)。7）膜片彈

5、簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各 零件，并不用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更質(zhì)量更小等。拉式膜片彈簧的支承形式一一單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。3大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)2.1.1后備系數(shù),后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最，大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮摩擦片在使用中的磨損后離合器仍能可 靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過(guò)載以及操縱輕便等因素。乘用車(chē)選擇：，本次設(shè)計(jì)取=1.2。1.201.75,2.1.2摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度d

6、bD摩擦片外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。Temax77艮據(jù)參考文獻(xiàn)2 3.2.1 公式：D,100,100,128 A47式中為汽車(chē)的最大轉(zhuǎn)矩；乘用車(chē)??；TemaxA,47取；D,200mmp d,140mm由于；d/D,0.530.7 ? c,d/D,140/200,0.7摩擦片的厚度主要有三種。取b,3.5mm b3.2mm;3.5mm 4.0mmTc,Temax,1.2 , 77,92.4N,m 取 Tc,92N,m 2.1.3 單位壓力 p 0單位壓力p決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很0大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作

7、條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。p0.1MPa,p,1.50MPa 選擇：,00根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1 公式2-8:12,Temax12, 1.2, 7733D, 33,fp(1,c), 0.3, p, 2, (1,0.7)00p,0.11MPa?可求得 在范圍之內(nèi)。0式中ff,0.3 取乙24大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)2.2.1離合器基本參數(shù)的校核設(shè)計(jì)離合器要確定離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，這些參數(shù)的變化直接影響離合器的工作性能和結(jié)構(gòu)尺寸。這些參數(shù)的確定在前面是采用先初選、后校核的方法。下面采用優(yōu)化的方法來(lái)確定這些參數(shù)。1）取應(yīng)使最大圓周速度不超過(guò)，即v6570m/sD

8、根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1公式2-10,3,3v,n , D, 10, 6000, 200, 10,62.8m/s,6570m/s Demax6060式中，v為摩擦片最大圓周速度;n為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速。（m/s）（r/min） emaxD所以符合要求。2）摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在范圍內(nèi)，本次設(shè)計(jì)得 0.530.7c,0.73）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同的車(chē)型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.21.75 ,本次設(shè)計(jì)取。，,1.24）為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不同車(chē)型，單位壓力pp根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，的最大范圍為 000.1MPa,p,

9、1.50MPa。0本次設(shè)計(jì)取p,0.11MPa。符合要求05）為了反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1公式2-11:4T4, 92,2c,T,0.28, 10,T 0c2222c0Z（D,d） , 2, （200,140）,2式中，（N,m/mm）,TT為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩；為其允許值 c0c02,2（N,m/mm）,0.28 , 10T,1 ,取=（根據(jù)參考文獻(xiàn)表 25） c06）為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功w,w應(yīng)小于其許用值。汽車(chē)起步時(shí)離合器結(jié)合一

10、次所產(chǎn)生的總滑磨功（J）為：根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1公式2-135大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)222222,rm3.14 , 2000780, 0.273neraW = （） = （） = 7330 （J）2222180018004.266, 3.090ii0g式中，i為汽車(chē)總質(zhì)量（kg）;為輪胎滾動(dòng)半徑（m）；為汽車(chē)起步時(shí)所用mr gar變速器檔位的傳動(dòng)比；ii為主減速器傳動(dòng)比；為起步時(shí)所用變速器檔位的傳g0動(dòng)比；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；乘用車(chē)n取2000 r/min 。 ee根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1公式2-124, 73304W 2w = = ,= 0.4J/mmw,0.232222, 2, （200,140

11、）,Z（D,d）,22w,式中，為單位摩擦面積摩擦功（J/mm）; w為其許用值（J/mm）,對(duì)于乘2 用車(chē)：，,w=0.4J/mm ;滿足要求。2.2.2膜片彈簧的彈性特性曲線2.2.3膜片彈簧基本參數(shù)的選擇1)比值H/h和h的選擇為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車(chē)離合器用膜片彈簧的H/h 一般為1.52.0，板厚h 為24 mm。取 h = 2 mm , H/hH,1.7h =1.7,即=3.4 mm。2) rR/r比值和、的選擇R研究表明。R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求。R/r 一般為6大學(xué)課程設(shè)計(jì)

12、書(shū)1.201.35。為使摩擦片上的壓力分布較均勻，拉式膜片彈簧的r值宜為大于或等。即根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)1 : RcD, d200, 140=;取=85; R,85rc44取=1.25 WJ=85 取=105 R/r, 1.25,106.5RR3),的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐角,與內(nèi)截錐高度關(guān)系密切，一般在 9?H15?范圍內(nèi)。,arctanH/(R,r),arctan3.4/(105,85),9.65,符合要求。4)分離指數(shù)目n的選取分離指數(shù)目常n取18,大尺寸膜片彈簧可取24,小尺寸膜片彈簧可取12。取分離之?dāng)?shù)目n=18。5)膜片彈簧小段內(nèi)半徑rr及分離軸承作用半徑的確定f0rr由離合器的結(jié)

13、構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。應(yīng)大 f0根據(jù)文獻(xiàn)，,1表27可查得第一軸的外徑為29mm;rr ?取=30mm =32mm f06）切槽寬度r,、及半徑的確定e12r,= 3.23.5 mm, = 9 10 mm 的取值應(yīng)滿足 r - r? 。 ee122本次設(shè)計(jì)取 6 = 3.5 mm , 6 = 10 mm , r? r -6 = 75 mm。 1e227）壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑rR和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定11rR,103 ? r,85 ? R,105 取=87 又 取 112.2.4膜片彈簧的校核膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是要確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其彈性特性滿足離 合器的使用性能要

14、求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到最佳的綜合效1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始底錐角，,H/（R,r）應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即1.6,H/h,1.7,2.2,9,H/（R,r）,9.65,15所以符合要求。2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即7大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)1.20,R/r,1.25,1.353.5,R/r105/26,4.04,5.00所以符合要求。3）為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，拉式膜片彈簧的壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 ri(D, d)/4,r,85,D/21所以符合要求。4)根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，rr與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即

15、RRf011,R,R,2,7 10,r,r,2,610,r,r,2,4 f0所以符合要求。5)膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即R,r103,32f1 3.5,4.43,9.0R,r103,8711所以符合要求。8大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)離合器主要參數(shù)的選擇及計(jì)算校核T3.1.1極限轉(zhuǎn)矩j極限轉(zhuǎn)矩受限于減振彈簧的許用力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取=丁 (1.52.0) T 根據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)2 jemax對(duì)于乘用車(chē)，系數(shù)取2.0。則 T2.0XT= 2.0 X77= 154 (N?m jemax扭轉(zhuǎn)角剛度K ,為了避免引起傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角

16、剛度K,使共振現(xiàn),象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)KT?13=13x154=2002(N?m/rad) ,j阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T u由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度K結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為，了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩To u一般可按下式初選：T=(0.060.17)T emaxu取 TT= 0.1= 0.1 , 77,7.7N?m ,emax預(yù)緊轉(zhuǎn)矩T n減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。研究表明， T增加，共振頻率將向減小n 頻率的方向移動(dòng)，這是有利的。但是 TT不應(yīng)大于，否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn) nu 減振器將提前停止工作，故取 TTT

17、= (0.050.15) emaxemaxn取 TT= 0.1=7.7N?m emaxn而(0.050.15) T=3.8511.55 N?m emax取 T=7 N?m n減振彈簧的位置半徑R 0的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般取 =(0.600.75)d/2 RR 009大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)取所以可取為=42mm R,0.60d/2,0.60 , 140/2,42mmR00減振彈簧個(gè)數(shù)Z jZ參照文獻(xiàn)表6-1選取。，,1j取 Z=6 j減振彈簧總壓力F,當(dāng)限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙，或,被消除，減震彈簧彳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到12最 大值T時(shí)，減震彈簧受到的壓力為Fj,T/R,154/0.042,3.667(kN

18、)= Fj0,10極限轉(zhuǎn)角，j,一般,312通常取，對(duì)汽車(chē)平順性要求高或發(fā)動(dòng)機(jī)工作不均勻時(shí)，取 jj上限。本次設(shè)計(jì)，取10?。j減振彈簧的分布半徑R: 1R= （0.60.75）D/2,0.6, 140/2,42mm1式中，d為離合器摩擦片的內(nèi)徑。全部減振彈簧總的工作負(fù)荷 P z它是指在從動(dòng)盤(pán)轂法蘭上缺口中的間隙消除時(shí)，減振彈簧壓縮到極限位置時(shí)的工作負(fù)荷。此時(shí)扭轉(zhuǎn)減振器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩即為極限轉(zhuǎn)矩TP,由此可得為jz,3P,T/R,154/42 , 10,36667.60N 1zj單個(gè)減振彈簧的工作負(fù)荷：PP,P/Z,3667.67/6,611.11N zj彈簧減振尺寸1）彈簧中徑DD,1115

19、mm一般由結(jié)構(gòu)布置來(lái)決定，通常左右。本次 cc取 12mm2）彈簧鋼絲直徑d:10大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū),38PD8, 36667.67, 12, 10c33 d,3.4mm6, 550, 10,式中為扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，可取 550-600MPa本次取550MPa ,通常所以取d,34mmd,3.5mm3）彈簧剛度：k應(yīng)根據(jù)已選定的減振器扭轉(zhuǎn)剛度值K及其布置尺寸，R,111K2002，根據(jù)式子：k,0.189(N/mm)231000Rn1000 , 42, 614)減振彈簧有效圈數(shù)：i444Gd8.3, 10, 3.5 根據(jù)式子：i,4.76338Dk8, 12, 189c4式中，G為材料的剪切彈性模量，

20、對(duì)碳鋼可取 G,8.3, 10MPad為彈簧鋼絲直徑，取的d,3.5mm 5)減振彈簧總?cè)?shù)n：一股在6圈左右，總?cè)?shù)n和有效圈數(shù)的關(guān)系為in,i , (1.52),66)減振彈簧最小高度l : minl,n(d , ,),1.1dn , , =1.13.56=23.1mm min7)減振彈簧總變形量 ,l,P/k,611.11/189,3.23mm 8)減振彈簧自由高度 l 0ll , ,l=23.1+3.23=26.33mm 0min9)減振彈簧預(yù)變形量7.7Tn,0.16= l,3kZR189, 6, 42, 10111大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)10)減振彈簧安裝工作高度ll,l,l=26.33-0

21、.16=26.17mm 0從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角,山最大轉(zhuǎn)角,l(,l,l,l)和減振彈簧的工作變形量有關(guān)，其值為”,2arcsin(,l/2R)=4.19 1限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口側(cè)邊的間隙,1,Rsin,12式中，R為限位銷(xiāo)的安裝尺寸。，值一般為2.54mm 2112所以可取為3mm, R為41.10mm. ,123.2.7. 限位銷(xiāo)直徑dddd 按結(jié)構(gòu)布置選定，一般=9.512mm可取為10mm12大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)從動(dòng)盤(pán)轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的遲鈍可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩T

22、.由文獻(xiàn)表2-7可查得,1emax摩擦片發(fā)動(dòng)機(jī)最大花鍵尺寸 擠壓應(yīng)力外徑 轉(zhuǎn)矩齒數(shù)n外徑 內(nèi)徑 齒厚有效尺,/MPa cD/mm T,/mm /mm t/mm 長(zhǎng) m dl/D/（N?m） emax200 108 10 29 23 4 25 11.1從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器工作性能影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下要求：1）從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。2）從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性，使離合器結(jié)合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，以減小磨損。3）應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。摩擦片應(yīng)滿足以下要求：1）摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定，工作溫度、單位壓力、滑磨速度的變化對(duì)其影響要小2）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性3）密度要小，以減少?gòu)膭?dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4）熱穩(wěn)定性要好5）磨合性要好，不至刮傷飛輪和壓盤(pán)表面1313大學(xué)課程設(shè)計(jì)書(shū)1）應(yīng)具有足夠的剛度，否則影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離 行程，減小壓盤(pán)升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。2）應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，以免影響總